基于运行速度的公路线形评价方法探讨
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摘要：公路线形设计是否合理是直接影响到公路运行安全的根本性问题。公路线形必须符合汽车行驶特性的要求，保证公路线形指标的均衡性、一致性和线性的连续性，以满足汽车高速及安全行驶的需要。本文基于运行速度的公路路线设计及评价方法进行了研究，以便在进行下一阶段设计时能进一步提高线形设计的安全性，更好地贯彻以人为本、 运行安全的设计理念。
关键词：公路；线形；设计方法；评价方法；连续性；安全性
Abstract: highway alignment design is reasonable is directly affect the highway safety operation of the fundamental problems. Highway alignment must comply with the requirements of vehicle driving characteristics, ensure highway alignment index balance, consistency and continuity of linear, in order to meet the car high speed and the needs of the safe driving. This paper, based on the operation speed of highway route design and evaluation method in research, so that in the next stage design can further improve the safety of the alignment design, and to better implement people-oriented, operation safety of the design concept.
Keywords: highway; The linear; Design method; Evaluation method; Continuity; safety
中图分类号：U412.36 文献标识码：A 文章编号：
引言
近几年随着交通部公路建设理念“安全、环保、舒适、和谐”的提出，公路交通安全得到行业主管部门和设计、工程及交通运营管理等相关单位的高度关注，为降低我国公路交通事故率采取了一系列防治和政治措施，并取得了显著的效果，但是，目前我国道路交通事故死亡人数仍然高居世界第一，交通安全形势仍然十分严峻。因此，迫切需要主管部门和全社会予以充分关注，更需要进行深入的研究。从交通事故的统计和分析看，虽然造成交通事故的原因是多方面的，但是线形设计是否合理是关系到高速公路安全性的根本问题，对公路线形设计方法而言，AASHTO（美国国家公路与运输协会）在1940年最先提出的设计速度的概念，一直被视作公路线形设计的里程碑。经过多年来的设计实践，设计与研究人员发现这种设计方法本身存在一定缺陷。鉴于基于设计车速的路线设计方法存在的缺陷，以运行车速设计方法作为我国现行设计方法的补充，是改善我国道路行驶安全的手段之一。
下文分析文基于运行速度的公路路线设计及评价方法。
一、基于运行速度的评价方法
目前，在世界的很多国家已经开始建立了一个运用运行车速来评价路线设计的评价模型，国内外已经开始越来越重视这种新的评价方式。我国现阶段的设计方法仍是以设计车速为核心的。根据相关规范简单来说就是，在设计车速的条件下设计公路的最小几何指标大于所对应的设计下最小指标就算其符合标准规范了，但实际上这远远还不够。比如说：人们普遍会有一种这样的潜意识，在公路行驶条件和车辆本身的性能满足的情况下，我们通常会采用一种比较贴近极限的高速来行车，即很容易会高于设计车速所对应的指标。这样的话就会使我们采用的线形指标与设计车速所确定的线形指标相脱节，在很大程度上增加了道路的失调性和危险性。所以，研究人员开始创建一种新的评价方法，基于运行速度的评价方法。
二、运行速度的理念
公路线形设计的一个重要指标就是把影响汽车运行的各种设计要素通过条主线联系起来综合考虑，尽量保证汽车在全线能均速地运行，从而做出一个标准一致的设计为实现上述目标，国际上一般采用两种不同的方法，即设计车速法和运行车速法。汽车在公路上行驶时，驾驶员是按地形和沿线条件选择各自适应公路线形的驾驶速度。当公路本身的平、纵、横几何组成要素超过该等级公路上汽车安全行驶的最低要求，且交通密度、地形、气候等外部条件又适宜时，汽车的实际运行速度常接近或超过设计时采用的速度。设计采用车速越低，出现这种现象的机率就越大。
三、 分析运行速度与路线的关系
说明：此高速公路设计速度120 km／h，A表示小汽车B表示载重汽车。根据图1进行分析：小汽车在此高速公路上行驶在125km／h上下波动，而载重汽车的实际运行速度在80 km／h上下波动。具体观察可发现，当圆曲线>1000 时敏感性分析上是保持的，汽车的实际运行速度时车速作为线形评价参数，即车速对线形的变化不敏感。但运行速度仍有细微的波动，这些波动主要是由：汽车本身的性能；司机在汽车运行的操作技巧和面临刺激的处理水平等。
说明：C表示高速公路或一级公路 D表示二、三、四级公路。根据图2进行分析，该图的圆曲线半径<1000 m，在此范围内车速对线形有较强敏感性，这个时候我们设计人员设计线形时，要重点考虑运行车速。而当圆曲线半径>1000m时，汽车对线形的变化敏感性降低，或者说不再敏感了。通常驾驶人员会有这样的心理，在低等级公路上，驾驶小汽车的人会有超车的趋势，这时候小车的速度肯定会超过设计时速，所以要着重考虑汽车的运行速度。总的来说平曲线半径仅在一定范围内对车速而言是敏感性因素，所以车速作为检验与评价线形的参数也相应地具有一定的适用范围，同时要考虑其他方面的影响因素。
四、基于运行速度连续评价和安全评价
（1）基于运行速度对路线的连续性评价
我们公路的线形设计要从线形的连续、安全、舒适、视觉良好、与环境相协调等方面综合考虑。在线路设计时我们会首先考虑其线形的连续性，而连续性指的是：在公路几何条件规定时，在不违背驾驶员安全地操作和驾驶车辆的能力满足驾驶员的期望，线形连续的公路设计确保驾驶员能够沿着路线以期望速度行驶。在这样的道路上行车，我们的驾驶员能满足期望而乘客能感受到舒适，这样的线形就满足了行车线路的连续性。
基于运行速度的连续性评价
评价指标采用相邻路段运行速度的差值△V85 运行速度和设计速度差V85―V设
｜△V85｜<10 km/h 设计线性连续性好 ｜V85―V设｜<10 km/h 设计线性连续性好
｜△V85｜<10 km/h ～20 km/h时，设计线连续性较好 ｜V85―V设｜<10 km/h ～20 km/h时，设计线连续性较好
｜△V85｜>20 km/h时，设计线形连续性差 ｜V85―V设｜>20 km/h时，设计线形连续性差
（2）基于运行速度对路线的安全性评价
设计人员在进行路线设计时要考虑其安全行车，车速是对线形好坏的直接反应，而且易于观察。我们设计人员在考虑安全行车的运行速度进行道路设计时，具有很高的实用价值。
基于运行速度的评价路线的安全水平
优秀 合格 差
｜△V85｜<10 km/h 10km/h <｜△V85｜<20 km/h ｜△V85｜≥20 km/h
根据大量的统计分析，我们发现车速分布的指标与交通事故存在相关性，影响并决定着道路特定位置的安全性能。所以，在进行线形设计时，要考虑其实际的运行速度，考虑车速的具体分布，综合考虑各方面的影响，就能在很大程度上减少交通事故的概率，设计出优秀的公路路线。
五、结语
基于运行速度的公路线形设计方法，并运用基于运行速度的评价方法对线形的安全性、连续性等进行综合的评价。虽然会在一定程度上增加设计的工作量与工程建设费用，但能从线性设计的角度提高公路行车的安全性和舒适性，更好的为我国交通运输服务。
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